Toyota desarrolló su formidable reputación en motores Twin Cam con éstos motores. Basados en los populares bloques de las series T y R de los años 70, éstos motores eran la envidia de todos los fabricantes de autos. Estos evolucionaron desde las primeras versiones 2TC OHV y 18R SOHC a las versiones de alto rendimiento de tipo G, luego a los modelos con control de emisiones, y finalmente los modelos con inyección de combustible y turbo.
Originalmente el 2TG (1589cc) tenía una potencia de 115hp @ 6400rpm, y el 18RG (1968cc) producía 145hp @ 6400rpm. Ambos motores tenían un gemelo: el 2TGR y el 18RGR, los cuales tenian pistones de baja compresión, pero tapas de bloque (cabezas) idénticas. A mediados de los años 70, las versiones 2TGU y 18RGU se caracterizaban por una compresión menor, carburadores con control de emisiones, y palos (árboles de levas) de menor duración. Pero las tapas de bloque fueron equipadas con válvulas más grandes y asientos de válvula reforzados para gasolinas sin plomo. La potencia de ambos motores bajó en un promedio de 10 a 15 hp por éstas modificaciones. Para finales de los años 70, los modelos con inyección de combustible (Inyectores mecánicos Nippon-Denso) recuperaron la potencia perdida, y aunque los palos de éstos eran de menor duración, estaban equipados con las mejores tapas de bloque con válvulas aún más grandes.
El 3TGTE (1770cc) reemplazó a ambos motores para el año 1983. La eficiente tapa de bloque Twin Cam ahora contaba con dos bujías por cilindro y un turbocargador para una potencia de 160hp @ 6000rpm. Irrespectivamente de las declaraciones de Toyota de que el motor de competencia 503E se basó en el diseño del 3SG, el bloque del 503E se diseñó basandose en el bloque 3T (el cual había sido modificado para acomodar el cigüeñal de mayor viaje). Los puntos del cigüeñal son idénticos.
Los modelos de competencia del 2TG y el 18RG, desarrollados con piezas de TRD, ganaron muchas competencias a nivel mundial para los Toyota Corolla Levins (SR-5 en Puerto Rico), Sprinter Truenos (Corolla regular, 70s), y los Celica 1600GT con los 2TG. En competencias Formula europeas y japonesas, el 2TG en la categoría de 1600cc regularmente vencía a cualquier otro fabricante de motores. Los Celica 2000GT tuvieron muchas victorias en circuito y rally a nivel mundial, incluso en las competencias WRC ("World Rally Cup") basadas en Europa.
En la categoria Grupo B de rally (WRC), a la cual se le refería como la super-categoria, el 4TGTE (2090cc, modelo de competencia del 3TGTE) llevó a los Celicas del equipo Toyota europeo (TTE, ó Toyota Team Europe) al campeonato, con una potencia de 390hp @ 7500rpm. La categoria Grupo B fué cancelada eventualmente luego de que el público y algunos participantes se quejaran de que los autos eran inseguros por sus motores poderosos. Debido a su potencia y bajo peso, gracias al uso de materiales compuestos sobre un chasis de tubo, éstos dependían del uso de alas ó "spoilers" aerodinámicos para poder ser controlables, pero el tiempo de reacción de los pilotos era mucho menor, y los accidentes resultantes convertian no solo a los pilotos, también a los espectadores en víctimas. Hoy día se compite, sancionado por la FIA, en Grupo A, restringido a 300hp; Grupo N, sin modificaciones al motor original, y WRC, una expansión de Grupo A, con más modificaciones permitidas. Para Grupo C en otras competencias de rally, el 4TGTE producía 600hp @ 8000rpm.
El primer motor de competencia basado en el 2TG fué construido por Toyota en 1970 y se denominaba 100E. Toyota construyó alrededor de 25 de éstos motores con especificaciones de competencia: tapas de bloque especiales con números de serie 11111-_______ (si, ¡en blanco!), arañas de admisión especiales, sistemas de lubricación seco ("dry-sump"), carburadores Mikuni 50mm, bomba de gasolina, ignición e instrumentación Nippon-Denso, y otras piezas especiales. De los 25 motores producidos, 8 fueron instalados en Corollas (Levin y Trueno), 10 en Celicas, y el resto estaban de repuesto. Eventualmente se organizó TOSCO (Toyota Sports Corner), y las piezas para éstos motores estuvieron disponibles individualmente. TOSCO eventualmente se convirtió en lo que hoy conocemos por TRD (Toyota Racing Development).
Las versiones más poderosas del 2TG y el 18RG fueron el 151E y el 152E, respectivamente. Estos no son motores de producción, ya que las tapas de bloque y los bloques no son intercambiables con los motores de producción (Las tapas de bloque de éstos fueron la base para el desarrollo de las tapas de bloque del 503E). Ambos motores tenían 4 válvulas por cilindro, carburadores ó inyección de combustible mecánica. Estas tapas de bloque de competencia fueron adaptadas a bloques de serie T y R altamente modificados para acomodar la cadena de distribución de las tapas nuevas, con su sistema de inyección, y también para acomodar al sistema de lubricacción seco ("dry-sump"). Originalmente, el desplazamiento de éstos motores permaneció igual, en 1588cc y 1968cc respectivamente, para calificar en las categorias de 1600cc y 2000cc de la FIA (Federation Internationale de L'Automobile). Para las competencias IMSA (International Motorsport Association) de Estados Unidos, al 152E se le aumentó el desplazamiento a 2200cc calificar en la categoria de 2.5 litros ó menos, con una potencia de 330hp, normalmente aspirado.
Pero los mayores triunfos de éstos motores han sido en la calle. Los Celicas con motores 18RG preparados vencian a los Datsun 240Z y Skyline de esa generación. Los Corolla Levin y Trueno con 2TG preparados vencian a todos los demás modelos Twin Cam japoneses y europeos: los Alfa-Romeo, Lancia, incluso los Lotus (Ford) Cortinas y Escort Cosworth de tipo Twin cam. Los Toyota Twin Cam eran muy respetados por la competencia, y envidiados por otros manufactureros. Algunas compañias europeas dedicadas a preparar motores para competencia de Formula fabricaban tapas de válvulas con logos de su compañia, para ocultar el origen del 2TG.
El 2TG y el 18RG, en todas sus diferentes versiones, ofrecen posibilidades de modificación inmensas.
Bloque: Los bloques de los 2TG eran similares a los de los 2TC y 3TC de la misma generación. Para modificaciones, el boque del 3T es preferido porque tiene un cigüeñal de mayor viaje (78mm vs. 70mm), y con un cambio a pistones de 89mm, se obtienen 1941cc. Los modelos 2TGEU (inyección) usan el mismo bloque del 3T, y aceptan el cigüeñal del 3T sin modificaciones al bloque. El bloque del 2TG puede aumentarse a 1742cc, usando los pistones de 89mm. Para adaptar el cigüeñal del 3T a un bloque 2TG, es necesario modificar el bloque para que las bielas no choquen con éste. Los cigüeñales de 2T y 3T son forjados. También disponible es una conversión a 2150cc usando el cigüeñal del motor 4Y. El cigüeñal del 4Y no es forjado, pero hay una versión forjada en el mercado. Al convertir un bloque OHV (2TC ó 3TC) a Twin Cam, además de cambiar todos componentes del tren de válvulas, los cojinetes de los palos de levas deben ser volteados y adaptados. Es necesario tener un motor Twin Cam completo para hacer el transplante. Instalar un 2TG en cualquier Corolla de los años 1970 al 1983 no necesita que se modifique el chasis, ya que los puntos de montaje son idénticos.
El bloque del 18RG se puede "borear" de 88.5mm a 92mm para un alza en desplazamiento de 1968cc (2.0 litros) a 2127cc (2.1 litros). También se le puede cambiar el viaje ("stroke") de 80mm a 88.9mm, usando un cigüeñal modificado de un motor 20R ó de 22R, para un desplazamiento de 2187cc (2.2 litros) con pistones originales ó de 2364cc (2.4 litros) con pistones a 92mm. La tapa de bloque del 18RG no puede ser adaptada a un bloque 20R/22R. De éstas modificaciones, la que NO se recomienda es la de adaptar un cigüeñal de 20R/22R. Aparte de ser muy costoso el procedimiento de modificar el cigüeñal para adaptarlo al bloque del 18RG, éste cambio afecta adversamente la capacidad del motor de alcanzar altas revoluciones, lo cual es necesario para la efectividad de la tapa de bloque Twin Cam. Los bloques del 18R no cambiaron mucho, pero para instalarlo en camionetas y Celicas de los años 80 se necesitan los 18RG más modernos, que tienen los puntos de soporte extra a los lados del bloque. Debido a la diferente variedad de modelos que fueron equipados con éste motor de fábrica, hay 4 diferentes tapas de "crank" ("oil pan" ó "crank case") y 6 diferentes juegos de puntos de montaje. Adaptar el 18RG a la aplicación que sea es tan fácil como seleccionar la tapa de "crank" adecuada y los puntos necesarios para el chasis que se vaya a usar. En los Celicas más viejos (años 70) es más fácil, ya que se usan los mismos puntos de montaje y la tapa de "crank" del motor original.
Tapa de Bloque: Las tapas de bloque de los 2TG y 18RG de primera generación tenían los mejores palos de levas y los mejores carburadores. Estas responden muy bién al aumentarle el diámetro de admisión y escape ("portearlo") y equiparlas con válvulas más grandes. Si el bloque es modificados para pistones más grandes ó si se le instalan pistones de mayor compresión, palos de levas de mayor duración serán necesarios. Las tapas de bloque de los 2TGU y 18RGU de la siguiente generación tenían válvulas más grandes, asientos de válvulas endurecidos, palos de levas de menor duración y carburadores problemáticos, pues estaban equipados con control de emisiones. Estas son las tapas adecuadas para adaptarle un turbo, ya que los palos, sellos de válvula más duros y pistones de menor compresión originales son ideales para ésto. Las tapas de bloque de los 2TGEU y 18RGEU fueron aún más reforzadas, con válvulas más grandes, y pistones de menor compresión. El sistema de inyección puede ser cambiado a carburadores Mikuni ó Weber.
Las tapas de bloque Twin Cam deben ser modificadas por un "Machine Shop" con experiencia. El trabajo en las válvulas y su instalación son críticos. Si no se modifica adecuadamente tendrán problemas ajustando los "shims", la tensión de los muelles (resortes) de válvula, y el ajuste de tiempo de los palos de levas. La tapa de bloque no puede ser rebajada más de 1mm (0.040"), a diferencia de las tapas de otros motores Toyota. Refierase a las notas bajo "Recomendaciones y Modificaciones".
Sistema de Combustible: El mejor rendimiento se logra usando inyección en vez de carburadores. La computadoras Toyota de fábrica para éstos motores son difíciles de conseguir, pero dan los mejores resultados. Para los motores GEU, las computadoras de 4AG de primera generación (1984-87 Corolla GT-S y MR2) pueden ser usadas, ya que ambos motores operan a los mismos niveles de revoluciones. Sistemas programables (Electromotive, Haltech, Accel DFI, Motec, y el E&E Freedom ECU) permiten modificaciones como pistones de alta compresión, palos de levas de alta duración y levante, hasta turbo y nitro. Los motores a carburación necesitan Mikunis ó Webers si los Mikuni-Solex de fábrica ya no se pueden arreglar, ó para eliminar los carburadores de control de emisiones de los motores GU. Como la compañia Mikuni ya no fabrica éste tipo de carburadores, de no conseguirse usados la única opción sería los Weber. Para los 18RG con pistones más grandes, el tamaño minimo de carburador es de 44mm, y para los 2TG, 40mm es suficiente con el motor aumentado hasta 1941cc. Los "chokes" deben ser cambiados para adaptarse al tamaño del motor. Usar un turbo con carburadores está limitado a 10psi, usando un regulador de combustible ajustable. No use la bomba de combustible Toyota original, ya sea mecánica ó eléctrica. Use una bomba de baja presión y alto volumen.
Sistema de Ignición: Los motores 2TGEU y 18RGEU usan un distribuidor electrónico. Los motores más viejos pueden ser convertidos a ignición electrónica usando piezas originales Toyota de los motores modernos antes mencionados. Amplificadores (MSD, Jacobs, etc.) y sensores de "knock" deben ser usados para prevenir detonaciones a altas revoluciones. Los juegos de cables de bujías estilo original son recomendados, ya que éstos evitan que la humedad y el sucio entren al área de las bujías.
Para configuración original: Los motores 2TG y 18RG de primera generación le darán el mejor rendimiento. Modifique la tapa de bloque para gasolina sin plomo. Esto es lo ideal para restauraciones de modelos Toyota clásicos. Los modelos 2TGU y 18RGU también son buenos, pero cambie los carburadores y elimine el sistema de recirculación de aire del sistema de escape. Los 2TGEU y 18RGEU se pueden usar con las computadoras de los 4AG de primera generación, el cual es un sistema confiable de bajo mantenimiento. Debido a que éstos son motores de alto rendimiento, las especificaciones de ensamblaje son diferentes a las de las versiones de ún solo palo de levas de Toyota. No trate de hacer una reparación sin el manual correcto, para motores 2TG ó 18RG. Han sido muchas las tapas de bloque y motores completos destruidos cuando un detalle específico para motores Twin Cam se ha pasado por alto, aún por mecánicos expertos en motores Toyota. Cuando se preparan siguiendo las especificaciones originales, éstos motores durarán mucho tiempo, como cualquier motor Toyota.
Para configuración modificada: Prepare la tapa de bloque con válvulas grandes, y un buen trabajo en las entradas y salidas ("ports"). Esta es la mejor modificación que se puede hacer. Los bloques pueden ser aumentados a 1742cc (2TG) y 2127cc (18RG) sin cambiar el cigüeñal. El cigüeñal del 3T puede ser usado para aumentar el 2TG a 1941cc. Evite aumentar éstos motores más allá de estas medidas, ya que la perdida de capacidad para subir a altas revoluciones y el desbalance adquirido no justifica la ganancia en potencia. Si se usan pistones de alta compresión, los palos de levas deben ser reemplazados por unos de alta duración y levante para evitar presiones muy altas en los cilindros, que necesitarian que se retrase el tiempo de ignición aún más, disminuyendo así la potencia y la capacidad de revoluciones. Los carburadores de fábrica deben ser reemplazados por Mikunis de 44mm ó por Webers DCOE de 45mm.
Para configuración de competencia: Prepare la tapa de bloque con un trabajo de "porteo" y pulido, usando los palos de levas más agresivos posible. Será necesario usar una "araña" de admisión especial, ya que la de fábrica será el factor limitante en el trabajo de agrandar las entradas de admisión ("porteo"). Válvulas grandes y resortes de válvula doble son mandatorios. Los cigüeñales y las bielas deben ser preparadas y balanceadas, ademas de asegurarse que todas las bielas miden y pesan lo mismo y que el cigüeñal esté derecho ("line-bored").
Opcionalmente las bielas pueden ser cambiadas por unas de marca Carrillo ó Crower. Las tolerancias de los pistones es crítica, ya que éstos son motores de altas revoluciones, asi que siga las instrucciones del fabricante de éstos. Los cortes en la parte superior de los pistones deben ser iguales a en circumferencia a las válvulas y suficientemente hondos para adaptarse al levante dado por los palos de levas. Las bombas de aceite de los 2TG, 3TG y 18RG son diferentes a las de los 2TC, 3TC y 18RC. Use las bombas de aceite originales para motores Twin Cam, especialmente cuando use un bloque y cigüeñal de 3T para convertir a un 2TG a 1941cc. Si están disponibles, las bombas de aceite TRD deben ser usadas con un 2TG convertido a 1941cc. La tapa de "crank" (aceite) debe estar equipada con cortinas ó "baffles" cuando el motor se va a usar para carreras ó rally. Para competencias use palos de levas de 320º en admisión y 304º en escape. Para rally use 304º en admisión y 288º en escape, ó 304º en admisión y 272º en escape. Para la calle, use 304º en admisión y escape, ya que ésta combinación es muy discreta y potente. Esta combinación no puede ser usada con pistones originales. Para pistones originales use 288º en admisión y 272º en escape, siempre y cuando la tapa de bloque no haya sido cortada ó rebajada. Naturalmente, los piñones de palo de levas ajustable son necesarios para cualquiera de éstas combinaciones, para ajustar el "overlap".
El 2TG más rápido preparado por Toysport usaba palos con duración de 330º en admisión y 310º en escape, con pistones de 89mm (1742cc). El 18RG más rápido usaba 320º en admisión y 304º en escape con pistones de 92mm (2127cc). Si necesita un motor de 2 litros ó menos, use el 2TG, ya que es más liviano y su relación de biela a viaje ("rod ratio") es mejor. El 18RG producirá más potencia y torque que el 2TG. Los motores Twin Cam responden a modificaciones como verdaderos motores de competencia. El tiempo de los palos, la ignición, niveles de compresión, diseños del sistema de escape, y modificaciones a las entradas y salidas de la tapa de bloque tienen sus ventajas y desventajas al adaptar éstos motores para diferentes usos. Las modificaciones más populares son las del 2TG a 1941cc (89 x 78mm) y el 18RG a 2127cc (92 x 80mm) con multiples combinaciones de palos de levas. Hay otras modificaciones patentadas que se pueden usar pero intente con éstas recomendaciones primero. No olvide tratamientos para el agua de enfriamiento, ya que éstas tapas de bloque de aluminio se corroen muy rápido y no hay suficientes reemplazos disponibles.
Si usted tiene un Toyota de tracción trasera (RWD), éstos son los motores ideales para una modificación. Todos los modelos populares los tenían como opción de fábrica. Los motores modernos de 16 válvulas, aparte del 4AG y 3SG, son casi imposibles de convertir a tracción trasera, ya que fueron instalados originalmente en ángulo.
Nota: El 3TGTE se puede modificar a la manera de el 2TG. Como viene equipado con un turbo, todos las modificaciones para motores turbo darán mejores resultados que cualquier trabajo interno. Al aumentar los niveles de presión, pistones forjados deben utilizarse.
Diámetro de pistón: 85mm
Viaje: 70mm
Desplazamiento: 1,589cc
Compresión: 9.8:1 2TG
..........................9.2:1 2TGR
..........................8.7:1 2TGU
..........................8.3:1 2TGEU
Potencia: 115hp @ 6,000rpm 2TG/2TGEU
Torque: 105lb-ft @ 5,200rpm 2TG
................109lb-ft @ 4,800rpm 2TGEU
Diámetro de pistón: 85mm
Viaje: 78mm
Desplazamiento: 1,770cc
Compresión: 7.8:1
Potencia: 160hp @ 6,000rpm
Torque: 152lb-ft @ 4,800rpm
Presión de turbina: ~0.5bar (7.3psi)
Diámetro de pistón: 88.5mm
Viaje: 80mm
Desplazamiento: 1,968cc
Compresión: 9.7:1 18RG
......................8.3:1 18RGU/18RGEU
Potencia: 145hp @ 6,400rpm 18RG
....................130hp @ 5,800rpm 18RGU
....................135hp @ 5,800rpm 18RGEU
Torque: 131hp @ 5,200rpm 18RG
................120lb-ft @ 4,800rpm 18RGU
................127lb-ft @ 4,400rpm 18RGEU
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